Leidsid 33 sarnast õppematerjali, mis on seotud failiga "Kineetika tasakaal". Need materjalid aitavad sul teemat sügavamalt mõista.
reaktsioon, lähteaine, sõltuvus, molekulaarsus, aeglasem, segamine, kiiruskonstant, aktiveerimisenergia, barjäär, mehhanism, etapis, ahelreaktsioonid, tasakaaluolekus, tasakaalukonstandi, staadiumis, endotermilise, barjääri, katalüüs, pöörduvad, ch3coo, tasakaalukonstant, gibbsi, vabaenergia, põhiühik, ruumalaühikusentalpiafaktor ∆H: – suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor T∆S: – suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine). TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused II. Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Reaktsiooni kiirus, selle sõltuvus kontsentratsioonist (massitoimeseadus) (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3⋅s – ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus: c 2 − c1 ∆c keskmine kiirus: v= ± = ± , t 2 − t1 ∆t
Vabaenergia (Gibbsi energia) muutus keemilistes reaktsioonides: entalpiafaktor H: suundumus energia vähenemisele (nt. keemiliste sidemete teke); entroopiafaktor TS: suundumus korrapäratuse kasvule (nt. keemiliste sidemete katkemine). TÜ, Füüsikalise Keemia Instituut Keemia alused. Põhimõisted ja -seaduspärasused II. Keemiline kineetika ja tasakaal 1. Reaktsiooni kiirus, selle sõltuvus kontsentratsioonist (massitoimeseadus) (Homogeense) reaktsiooni kiirus (v), põhiühik mol/dm3s ruumalaühikus ajaühiku jooksul toimuvate reaktsiooni elementaaraktide arv; mõõdetakse lähteaine või saaduse kontsentratsiooni muutusega ajaühikus: c 2 - c1 c keskmine kiirus: v= ± = ± , t 2 - t1 t
LABORATOORNE TÖÖ 3 SISSEJUHATUS Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus. Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist 2KClO3(s) →2KCl(s) + 3O2 ↑ Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. H2(g) + I2(g) ↔ 2HI(g) Kui see reaktsioon algab, on segus ainult vesiniku ja joodi molekulid.
reageerivate ainete kontsentratsioonide muutust ajaühikus (mol ⋅ dm–3 ⋅s–1). Eristatakse keskmist kiirust ja kiirust mingil ajahetkel. v1 Massitoimeseadus (valem) - Pärisuunalise reaktsiooni [ aA + bB → saadused ] kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonist järgmiselt (nn massitoimeseadus): v 1=k 1∗C pA∗CqB , kus k1 on reaktsiooni kiiruskonstant, p on reaktsiooni järk aine A suhtes, q on reaktsiooni järk aine B suhtes, p+q on reaktsiooni summaarne järk Reaktsioonikiirust mõjutavad tegurid - reageerivate ainete eripära, kontsentratsioon, temperatuur, katalüsaatori toime ja reageerivate ainete kokkupuutepinna suurus Reaktsiooni tasakaalu nihkumist põhjustavad tegurid – kontsentratsioon (lähteainete kontsentratsiooni suurendamine nihutab reaktsiooni tasakaalu paremale, saaduse
Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub paljudest teguritest. Põhilisemad nendest on reageerivate ainete iseloom ja kontsentratsioon, rõhk (kui reaktsioonist võtavad osa gaasilised ained), temperatuur, katalüsaatori juuresolek. Heterogeensete protsesside korral, kui reaktsioon toimub faasidevahelisel piirpinnal, sõltub reaktsiooni kiirus selle piirpinna suurusest (seega ainete peenestatuse astmest) ja omadustest. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist lihtsate (s.o. ühestaadiumiliste) homogeensete reaktsioonide korral on määratud massitoimeseadusega: reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega (astmetes, mis vastavad reaktsiooni võrrandi kordajatele). Näiteks reaktsiooni aA + bB dD + gG kiirus avaldub järgmiselt: v k c aA c bB , (3)
läbi viia) arv. Reaalne kiiruse môôtmine lähteainete ja saaduste kontsentratsioonide muutus ajaühikus. Massitoimeseadus reakts. kiirus on vôrdeline reag. ainete konst.-ide korrutisega. Tegurid: c, T, segamine/raputamine, tahkise peenestusaste, lahusti omadus (kui lahuses), katalüsaator. Näited: 2CO+O2=2CO2 v = kc[CO]2c[O2]; k kiirustkonstant (sôltub T-st); v = k, kui c1*c2 = 1 standardkiirus. Tahkete ainete c alati 1, ei arvesta. II Reaktsiooni molekulaarsus ja järk. Reakt.- järk kiiruse avaldises konts.-ide astmenäitajate summa. Reakt.-i molekulaarsus näitab reakts.-i elementaaraktist osavôtvate osakeste arvu. 1) Monomolekulaarsed reaktsioonid: osaleb 1 molekul (ainult lagunemisreakt.) H22H. 2) Bimolek: H2+I22HI. 3) Trimolek: 2SO2 + O2 2SO3. Näited: Zn + 2HClZnCl2 + H2 (II järk, trimolek., v=k=c(HCl)2; CaCO3 CaO + CO2 (0 järk, v=k); Na2CO3 + H2O NaHCO3 + NaOH (v=kc(Na2CO3), vee c on const, sest seda väga palju).
saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad kulgevad vastassuundades ühesuguse kiirusega. Pöörduv reaktsioon: v1 aA+ bB cC+ dD → ← v2 pärisuunaline reaktsiooni kiirus - v1 vastassuunaline reaktsiooni kiirus - v2 (tasakaaluolekus v1 = v2) Tasakaaluoleku matemaatiliseks kirjeldamiseks kasutatakse tasakaalukonstanti (Kc): KC C D c d A a B b [A]...[D] – ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c ja d – koefitsiendid reaktsioonivõrrandist.
esimesel seadusel. Keemilise reaktsiooni entalpia on soojusefekt, mis kaasneb keemilise reaktsiooniga (kui rõhk ja temperatuur ei muutu). Entalpiamuut (soojusefekt) sõltub süsteemi alg- ja lõppolekust, mitte aga protsessi läbiviimise teest või reaktsiooni vahestaadiumitest! Eksotermiline protsess – soojus eraldub Endotermiline protsess – soojus neeldub 7. Miks on paljud eksotermilised reaktsioonid spontaansed? Selgita, millisel juhul võib endotermiline reaktsioon olla spontaanne! Paljud eksotermilised reaktsioonid on spontaansed , kuna Gibbsi energia vabaneb , entroopia kasvab või kahaneb, endotermiline protsess võib olla spontaanne juhul, kui entroopia kasvab 8. Keemilise muundumise entalpia. Reaktsioonientalpia, seos siseenergia ja entalpia vahel, standardsed reaktsioonientalpiad. Hessi seadus. Standardsed tekkeentalpiad. Reaktsioonientalpia sõltuvus temperatuurist. Keemilise reaktsiooniga kaasneb enamasti ka energia eraldumine või neeldumine.
arvestatud: Viia Lepane SISSEJUHATUS Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Näiteks: 2KClO3(s) 2KCl(s) + 3O2(g) Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest (temperatuur, rõhk) nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Näiteks: H2(g) + I2(g) 2HI(g) Fikseeritud tingimustel saabub selliste reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine
muutust ajaühikus (mol*dm-3*s-1). Eristatakse keskmist kiirust ajavahemikus ja kiirust mingil ajahetkel . Reaktsioonid on seotud osakeste kokkupõrgetega. Mida rohkem on ruumalaühikus osakesi, seda sagedamini nad kokku põrkavad. Seega suurendab lähteainete kontsentratsiooni tõstmine reaktsioonikiirust. Pärisuunalise reaktsiooni kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonist järgmiselt (massitoimeseadus): k1 reaktsiooni kiiruskonstant p rektsiooni järk aine A suhtes q reaktsiooni järk aine B suhtes p+q reaktsiooni summaarne järk Mõlema lähteaine suhtes esimest järku reaktsiooni korral: Mida kõrgem on temperatuur, seda intensiivsem on molekulide soojusliikumine ja suurem nende kineetiline energia. See suurendab molekulide efektiivsete kokkupõrgete t - õenäosust ning koos sellega reaktsioonikiirust. Van't Hoffi reegel: Temperatuuri tõstmine 10 °C võrra suurendab reaktsioonikiirust kaks kuni neli korda.
- homogeenne - mille omadused on tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast teise üleminekul pidevalt - heterogeenne - koosneb mitmest erisuguste omadustega osast faasist Süsteemide jaotus soojusvahetuse järgi: - diatermiline soojusvahetus väliskeskkonnaga võimalik - adiabaatne soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub Olekuparameetrid Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T) rõhk (P) ruumala (V) ainehulk (n) Parameetrite omavaheline sõltuvus kijutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M *RT; pV=nRT kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises olevatest aatomitest või molekulidest koosnev süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga)
Lahuse punane värvus muutus tugevamaks, tasakaal nihkus paremale (saaduste tekke suunas) Kolmas katseklaas lisatud 2 tilka NH4SCN lahust Lahuse punane värvus muutus tugevamaks, tasakaal nihkus paremale (saaduste tekke suunas) (vähem intensiivne, võrreldes FeCl3 lisamisega) Neljas katseklaas lisatud tahket NH4Cl Lahuse värvus muutus heledamaks, tasakaal nihkus vasakule (lähteainete tekke suunas) Eksperimentaalne töö 2 Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist Töö ülesanne ja eesmärk Uurida reaktsioonikiirust mõjutavaid tegureid, määrata reaktsiooni järku, koostada graafikuid Sissejuhatus Reaktsioonikiirus homogeenses süsteemis näitab reageerivate ainete kontsentratsioonide muutust ajaühikus Lähteainete kontsentratsiooni tõstmine suurendab reaktsioonikiirust Kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonidest järgmiselt: v1= x CAp x CBq
aluselised, happelised, neutraalsed ja amfoteernsed. Nt. H2O- vesi; Al2O3- alumiiniumoksiid; CaO- kaltsiumoksiid ehk kustutamata lubi. *Hüdroksiidid: Koosneb metallioonidest ja hüdroksiidioonidest (OH -). Jaotatakse leelised(lahustuvad vees) ja nõrgad alused(ei lahustu). Nt. Ca(OH) 2- kaltsiumhüdroksiid; KOH-kaaliumhüdroksiid; NaOH- naatriumhüdroksiid. *Happed: Annab lahusesse vesinikioone. HCl-vesinikkloriidhape(soolhape); H2SO4- väävelhape; HNO3- lämmastikhape. 8. Mis on keemiline reaktsioon? Nimeta keemilise reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid? Keemiline reaktsioon on protsess, mille käigus ühest või mitmest keemilisest ainest (lähteaine(te)st) tekib keemiliste sidemete katkemise ja/või moodustumise tulemusena üks või mitu uute omadustega keemilist ainet (saadust, produkti). Jaotatakse: reaktsioonid kus reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste muutub ja, sellised kus ei muutu. Reaktsiooni kiirust mõjutavad tegurid:
Lahus muutub tumedamaks kui esimeses katseklaasis, kuid jääb heledamaks kui esimeses katseklaasis (muutus on väiksem võrreldes FeCl3 lisamisega), tasakaal nihkub jälle saaduste tekkimise suunas. · Neljandasse katseklaasi lisada tahket NH4Cl ja loksutada tugevasti. Kuidas muutub lahuse värvus? Anda selgitus. Lahus muutub heledamaks, raud(III)tiotsüaniidi värvi intensiivsus on väiksem, seega tema kontsentratsioon on väiksem reaktsioon on lähteainete suunas nihkunud. Eksperimentaalne töö 2 Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist. Töö eesmärk: Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine, graafikute koostamine. Sissejuhatus Reaktsioonikiirus homogeenses süsteemis näitab reageerivate ainete kontsentratsioonide muutust ajaühikus · Lähteainete kontsentratsiooni tõstmine suurendab reaktsioonikiirust
- homogeenne - mille omadused on tema kõigis osades ühesugused või muutuvad ühest kohast teise üleminekul pidevalt - heterogeenne - koosneb mitmest erisuguste omadustega osast faasist Süsteemide jaotus soojusvahetuse järgi: - diatermiline soojusvahetus väliskeskkonnaga võimalik - adiabaatne soojusvahetus väliskeskkonnaga puudub Olekuparameetrid Olekuparameetrid on mõõdetavad suurused: temperatuur (T) rõhk (P) ruumala (V) ainehulk (n) Parameetrite omavaheline sõltuvus kijutab endast ideaalgaasi olekuvõrrand: pV=m/M *RT; pV=nRT kus R on gaasi universaalkonstant, mis kehtib ühe mooli gaasi korral (8,314 J/K mol) Ideaalgaas on paljudest korrapäratus soojusliikumises olevatest aatomitest või molekulidest koosnev süsteem, mille osakeste vahel puudub vastasikune toime ja omaruumala. Protsessid (kui mingis protsessis kolmest olekuparameetrist jääb üks muutumatuks, siis on tegemist isoprotsessiga)
kuid jääb heledamaks kui teises katseklaasis (muutus on väiksem võrreldes FeCl3 lisamisega), tasakaal nihkub jälle paremale ehk saaduste tekkimise suunas. 4. Lisan tahket NH4Cl ja loksutan tugevasti. Lahuse värvus muutub heledamaks. Tasakaal nihkub vasakule ehk lähteainete suunas. Kokkuvõte: Uurisin tasakaali nihkumist kui muuta FeCl3, NH4SCN ja NH4Cl kontsentratsiooni. EKSPERIMENTAALNE TÖÖ 2 Reaktsioonikiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonist ja temperatuurist Töö eesmärk Reaktsioonikiirust mõjutavate tegurite mõju uurimine, reaktsiooni järgu määramine, graafikute koostamine. Sissejuhatus Reaktsioonikiirus homogeenses süsteemis näitab reageerivate ainete kontsentratsioonide muutust ajaühikus · Lähteainete kontsentratsiooni tõstmine suurendab reaktsioonikiirust Kiirus v1 sõltub lähteainete kontsentratsioonidest järgmiselt: k1 reaktsiooni kiiruskonstant
koefitsentidele aA + bB cC + dD v = k [ A] [ B ] a b 2. Reaktsiooni kulgemise aste Reaktsiooni kulgemise aste näitab kuidas muutub vaheühendite järjestikune tekkimine lihtreaktsioonide kaudu.NB! vähe vigane lause .... Keemilise reaktsiooni saab kirjutada nii: i Ai = 0 i kus i on negatiivne reagentidele ja positiivne produktidele. Näiteks reaktsioon N 2 + 3H 2 2 NH 3 kus i -1: -3: 2 ja Ai N2 H2 NH3 Oletame et n(A) on komponendi A moolide arv segus. Kuna 1 mool N2 reageerib, nõudes kolme molekuli H2, siis saame kirjutada dn( N 2 ) dn( H 2 ) dn( NH 3 ) = = (-1) (-3) ( 2) seega kehtib selline võrrand:
c) NH4HCO3(t) NH3(g) + CO2(g) + H2O(g), |S>0 keemilised sidemed katkevad d) Fe(t) + H2SO4(l) FeSO4(l) + H2(g). |S>0 saadustes eraldub gaas 10. Milline on jää sulamise G märk järgmistel temperatuuridel: a) 10 oC, b) -5 oC, c) 0 oC? G<0 G>0 G=0 Üldine keemia. Näidisküsimused. 11. Kas on võimalik teostada protsessi, mille G > 0? Millistel tingimustel? Reaktsioon ei toimu isevooluliselt. Saab toimuda väljaspoolt tuleva energia arvelt. Fotosüntees(päike), elektrolüüs(el.vool) 12. Kas järgmised reaktsioonid toimuvad isevooluliselt entalpia- või entroopiafaktori (või mõlema) arvel? Kas nendel reaktsioonidel on G < 0 kõrgetel või madalatel temperatuuridel? a) CaO(t) + H2O(v) Ca(OH)2(l), H<0 madal temp. b) HCl(g) + NH3(g) NH4Cl(t), S<0 H<0 madal temp.
keemilised sidemed ja saaks tekkida uued. ( Energiavaru suurendamiseks on kõige lihtsam kuumutada, sest kõrgemal temperatuuril liiguvad molekulid kiiremini ja põrked on seega resultatiivsemad) Molekulid peavad põrkehetkel olema teineteise suhtes soodsal torienteeritud Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub ka põrgete sagedusest (arvust ajaühikus) Keemilise reaktsiooni kiiruse sõltuvus lähteainete kontsentratsioonidest (osarõhkudest) Mida suurem on lähteainete kontsentratsioon, seda tihedamalt paiknevad osakesed ja seda suurem on nendevaheliste põrgete sagedus ja seega ka reaktsioonikiirus. 1869 aastal tuletasid Kristiaania (Oslo) Suurtükiväe Akadeemia õppejõud Cato Maximilian Guldberg ja Pieter Waage niinimetatud Massitoimeseaduse: Keemilise reaktsiooni kiirus on võrdeline lähteainete kontsentratsioonide korrutisega.
Veel näiteid: kroom(III)oksiid (Cr2O3), raud(III)oksiid (Fe2O3), tsinkoksiid (ZnO). Amfoteersed oksiidid veega ei reageeri. Neutraalsetele oksiididele ei vasta ühtegi hapet ega alust. Hapete, leeliste ega veega nad ei reageeri. Sellesse alaliiki kuulub ainult 3 mittemetallioksiidi: süsinikoksiid CO (tuntud ka vingugaasina), lämmastikoksiid NO ja dilämmastikoksiid N2O (tuntud ka naerugaasi nime all). 25. Keemiline reaktsioon (liigitus, näited). Looduses, keemiatööstuses ja bioloogilistes protsessides kulgevad keemilised reaktsioonid jaotatakse kaheks: · reaktsioonid, milles reageerivate ainete aatomite oksüdatsiooniaste ei muutu · reaktsioonid, milles aatomite oksüdatsiooniaste muutub (redoksreaktsioon). Paralleelsed reaktsioonid Mõnikord kulgeb ühtede ja samade lähteainete vahel mitu erinevat keemilist reaktsiooni. Näiteks benseeni reageerimisel klooriga tekib alati nii klorobenseeni
võrdne esimest järku tuletisega kontsentratsioonist aja järgi: dc v =± . (2) dt Keemilise reaktsiooni kiirus sõltub paljudest teguritest. Põhilisemad nendest on reageerivate ainete iseloom ja kontsentratsioon, rõhk (kui reaktsioonist võtavad osa gaasilised ained), temperatuur, katalüsaatori juuresolek. Heterogeensete protsesside korral, kui reaktsioon toimub faasidevahelisel piirpinnal, sõltub reaktsiooni kiirus selle piirpinna suurusest (seega ainete peenestatuse astmest) ja omadustest. Reaktsiooni kiiruse sõltuvus kontsentratsioonist lihtsate (s.o. ühestaadiumiliste) homogeensete reaktsioonide korral on määratud massitoimeseadusega: reaktsiooni kiirus on võrdeline reageerivate ainete kontsentratsioonide korrutisega (astmetes, mis vastavad reaktsiooni võrrandi kordajatele).
Entalpia väljendab süsteemi siseenergia (U), rõhu (p) ja ruumala (V) vahelist seost. (H=U+pV) Entroopia kirjeldab süsteemi korratuse kasvu ja/või protsesside käigus süsteemis aset leidva energia kvaliteedi langust. 2. Keemiline kineetika on füüsikalise keemia osa, mis tegeleb reaktsioonide kiirustega. Reaktsiooni kiirus on lähteaine kadumise või saaduse tekke kiirus. Kiirust mõjutavad tegurid: Mida suurem on reageerivate ainete kontsentratsioon, seda kiiremini toimub reaktsioon. v = k * [A] * [B] v = k (Näide: N2 + 3H2 → 2NH3 v = k * [N2] * [H2]3 homogeenne ; CO2 + C (tahke) → 2CO v = k * [CO2] (tahke aine ei saa osa võtta) heterogeenne)
LABORATOORNE TÖÖ 3 Keemiline tasakaal ja reaktsioonikiirus Sissejuhatus: Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsiooni-saadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, kulgedes mõlemas suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas tasakaalusegus on nii lähteaineid kui saadusi. Sõltuvalt tingimustest nagu temperatuur ja rõhk nende vahekord tasakaalusegus varieerub. Pöörduvaid reaktsioone märgistatakse sageli kahe vastassuunalise noolega. Fikseeritud tingimustel saabub olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu- keemiline tasakaal. Siis ei ole
T või kontsentratsioon c . Isokooriline protsess süsteemi ruumala protsessi käigus ei muutu. Järelikult paisumistööd ei tehta ja Olekuvõrrand süsteemi olekut iseloomustav kogu süsteemile antud soojushulk läheb süsteemi parameetrite omavaheline sõltuvus. Siiani on kindlaks siseenergia muutmiseks. tehtud vaid suhteliselt lihtsate süsteemide olekuvõrrandid Isokoorilise protsessi soojusefekt on võrdne (ideaalne ja reaalne gaas). Olekufunktsioon suurus, mis sõltub ainult süsteemi
(mida rohkem aatomeid), seda suurem on soojusmahtuvus. 5. Kirjutada süsteemi soojusmahtuvuse avaldised püsival rõhul ja ruumalal. Kummal juhul on soojusmahtuvus suurem? ∆U ∆H Cv = ∆ T Cp= ∆T Konstantsel rõhul on soojusmahtuvus mõnevõrra suurem, sest osa soojusest kulub paisumistöö tegemiseks. 6. Termokeemia, reaktsiooni soojusefekt, endotermiline ja eksotermiline reaktsioon. Termokeemia – tegeleb keemiliste muundumiste soojusefektidega, põhineb termodünaamika esimesel seadusel. Eksotermiline protsess – ja endotermiline entalpiamuut on võrdne süsteemi poolt neelatud või eraldatud soojusega. Eksotermilise korral märk miinusega ja eraldub soojus, metaani põlemine. Endotermiline protsess on pluss märgiga ja soojus neeldub. Nt jää sulamine. 7. Miks on paljud eksotermilised reaktsioonid spontaansed? Selgita, millisel juhul
temp, G > 0 madalal temp; *H > 0, S < 0, G > 0 alati Keemiline tasakaal olek, kus lähteainete ja produktide kontsentratsioonid ajas enam ei muutu. Tasakaalukontstant (Kc) kirjeldab matemaatiliselt tasakaaluolekut. Kc sõltub temperatuurist, mitte kontsentratsioonist. Mida suurem on Kc või Kp, seda enam on reaktsiooni tasakaal nihutatud paremale produktide tekke suunas. Reaktsiooni isotermi võrrand G = - R · T · ln(Kp) G << 0 (Kp >> 1) reaktsioon kulgeb vasakult paremale, tasakaalusegus põhiliselt saadused. Reaktsioon kulgeb praktiliselt lõpuni. G >> 0 (Kp <<1) reaktsioon kulgeb vastasuunas, tasakaalusegus põhiliselt lähteained. Reaktsioon praktiliselt ei kulge. Tasakaalu nihkumine, Le Chatelier' printsiip tingimuste muutmine tasakaalusüsteemis kutsub esile tasakaalu nihkumise suunas, mis paneb süsteemi avaldama vastupanu tekitatud muutustele
Sissejuhatus Keemilised protsessid võib jagada pöörduvateks ja pöördumatuteks. Pöördumatud protsessid kulgevad ühes suunas praktiliselt lõpuni. Selliste protsesside näiteks on mitmed reaktsioonid, mille käigus üks reaktsioonisaadustest (gaas või sade) eraldub süsteemist. Vastupidises suunas see reaktsioon ei kulge. Paljud reaktsioonid on aga pöörduvad, nad kulgevad nii ühes kui teises suunas ja reaktsiooni lõpuks moodustuvas ainete segus (tasakaalusegus) on nii lähteaineid kui saadusi. Fikseeritud tingimustel saabub reaktsioonide puhul mingil hetkel olukord, kus ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Sellist olukorda nimetatakse keemiliseks tasakaaluks. Keemiline tasakaal on nn dünaamiline tasakaal, sest protsessid ei ole lõppenud, vaid nad
Sissejuhatus Keemiline tasakaal - ühegi aine kontsentratsioon enam ajas ei muutu. Pöörduv reaktsioon: Tasakaalukonstant : [A]...[D] ainete A...D konsentratsioonid tasakaaluolekus mol/dm3 a,b,c,ja d koefitsiendid reaktsioonivõrrandist. Gaasiliste ainete osavõtul kulgevate reaktsioonide korral avaldatakse tasakaalukonstant tavaliselt osarõhkude kaudu (tähis Kp): pA...pD gaasiliste ainete A...D osarõhud atm. Kehtib seos: R universaalne gaasikonstant J mol1K1 T absoluutne temperatuur K n gaasiliste ühendite moolide arvu muutus reaktsiooni
kitsenduse (4), mis takistab lubjakivitükkide sattumist alumisse nõusse, keskmisse nõusse (2). Puutudes kokku lubjakiviga, algab CO2 eraldumine CaCO3 + 2HCl CaCl2 + CO2 + H2O Tekkiv CO2 väljub kraani (5) kaudu. Kui kraan sulgeda, siis CO 2 rõhk keskmises nõus tõuseb ja hape surutakse tagasi alumisse ning toru kaudu ka osaliselt ülemisse nõusse. Kui hape on keskmisest nõust välja tõrjutud, reaktsioon lakkab. Puhta CO 2 saamiseks tuleks see juhtida veel läbi absorberi(te) (6), mille ülesanne on siduda HCl aurud ja niiskus. 2. Milliseid gaase on võimalik saada Kippi aparaadi abil? a. Süsinikdioksiidi - Kaltsiumkarbonaadist soolhappe toimel b. Vesiniku (H2) - sobivast metallist happe toimel c. Vesinksulfiidi (H2S) Raudsulfiidist väävelhappe toimel 3. Kuidas määratakse CO2 suhtelist tihedust õhu suhtes (töövahendid, töö käik,
74,5 (mlahus - maine ) 10 -3 kg mol 37. Arvutada molaarne kontsentratsioon lahusele, mis saadakse 250 ml gaasilise vesinikkloriidi juhtimisel 1,0 liitrisse vette normaaltingimustel. 250cm 3 = 0,25dm 3 0,25dm 3 n= = 0,011M 22,4dm 3 Keemiline tasakaal 38. Millised reaktsioonid on pöörduvad, millised pöördumatud? Tuua näiteid. Pöördumatu reaktsioon on reaktsioon, mis kulgeb praktiliselt ainult ühes suunas. Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Pöörduv reaktsioon on kahes suunas toimuv reaktsioon. 2CO2 + O2 2CO3 39. Millises suunas nihkub reakstsiooni CO2 + H 2 CO + H 2 O tasakaal, kui a) Reaktsiooni keskkonda lisada veeauru, b) Reaktsiooni keskkonnast juhtida välja vesinikku, c) Reaktsiooni keskkonnast juhtida välja süsinikmonooksiidi? 40
74,5 (mlahus - maine ) 10 -3 kg mol 37. Arvutada molaarne kontsentratsioon lahusele, mis saadakse 250 ml gaasilise vesinikkloriidi juhtimisel 1,0 liitrisse vette normaaltingimustel. 250cm 3 = 0,25dm 3 0,25dm 3 n= = 0,011M 22,4dm 3 Keemiline tasakaal 38. Millised reaktsioonid on pöörduvad, millised pöördumatud? Tuua näiteid. Pöördumatu reaktsioon on reaktsioon, mis kulgeb praktiliselt ainult ühes suunas. Zn + 2 HCl ZnCl 2 + H 2 Pöörduv reaktsioon on kahes suunas toimuv reaktsioon. 2CO2 + O2 2CO3 39. Millises suunas nihkub reakstsiooni CO2 + H 2 CO + H 2 O tasakaal, kui a) Reaktsiooni keskkonda lisada veeauru, b) Reaktsiooni keskkonnast juhtida välja vesinikku, c) Reaktsiooni keskkonnast juhtida välja süsinikmonooksiidi? 40
o Protsess keevitusest kiirem. · Joodise puudus: o Jooteliite temperatuuritundlikkus (kuumus võib põhjustada liite tugevuse vähenemise) · Woodi sulam (Wood's alloy) 50% vismuti, 26,7% plii, 13,3% tina ja 10% kaadmiumi o Sulamistemperatuur on madalam tema komponentide sulamistemperatuurist · Molaarne kontsentratsioon ehk molaarsus iseloomustab lahuse kontsentratsiooni ning näitab, mitu mooli ainet on lahustatud 1 liitris lahustis · Redoksreaktsioon on keemiline reaktsioon, mille juures elektronid lähevad üle redutseerjalt oksüdeerijale ning esimese oksüdatsiooniaste suureneb, teise oma samal ajal väheneb · Elektrone loovutavaid aatomeid nimetatakse redutseerijaks. · Raud oksüdeerub ehk on anood (loovutab elektrone) · Galvaanielement seadis, kus keemilise reaktsiooni energia muudetakse elektrienergiaks o Element koosneb kahest vastavasse elektrolüüdilahusesse paigutatud elektroodist
dt dt V i V dt = #/V n d i V dc i Kui V on kontsantne, siis dt dt Seega reaktsioonile aA+bB=dD+eE saame kiiruse väljendada 1 dA 1 d B 1 d D 1 d E r a dt b dt d dt e dt Reaktsiooni kiiruse ühikuteks on tavaliselt mol/(dm3s) või kmol/(m3s) 3. Reaktsiooni järk, elementaarreaktsioon, molekulaarsus Võrrandit, mis kirjeldab reaktsiooni kiiruse r sõltuvust reaktsiooni komponenetide i kontsentratsioonidest ci nimetatakse reaktsiooni kiiruse võrrandiks: r f(c A ,c B ,c D ,c E ,...,c N ) r kA B .... L Ideaalses süsteemis: = kcAcB......cL (1.17) Kiiruse võrrandis on k kiiruskonstant ning , ja on täisarvud või pool täisarvud. Kiiruskontsant k on
annaabi.ee 
